1.3 水能资源及其评价

水能资源是水资源派生出来的，也是一种与人类关系极为密切的自然资源。随着社会生产力的提高，生态环境问题的突现，开发新能源，特别是开发能够周而复始循环利用，又没有炭排放的水能资源，受到人类的青睐。

1.3.1 我国能源状况

能源是社会发展的物质基础，没有能源就没有现代化的生产。我国是个能源资源，特别是常规能源比较缺乏的国家。到20世纪末，我国探明可采煤炭、石油、天然气储量，分别占世界储量的11.6%、2.2%、0.4%，与我国人口占世界22%的水平相比较，非常不匹配。同时又因我国人口基数大，人均占有资源与世界人均平均水平相比较，煤炭只有55%；石油只有11%；天然气只有4%（20世纪90年代值）。相反我国开采量则与日俱增。到2005年我国原煤产量高达29亿t，居世界首位，占世界原煤产量的30%以上；2003年我国年发电量达到19080亿kW·h，仅次于美国，居世界第二位；原油产量1.6亿t，居世界第5位（1997年）；天然气产量227亿m³（1997年），居世界第18位。即使这样，全国人均消费量却很低，人均值不到1t，仅相当美国同年人均消耗量的8.5%。由此可见，我国目前还处在可采储量小、开采量大、消耗水平低的状态。这种状态极不利于我国环境保护和节能减排的要求。为此我国政府三令五申，要求开发新能源，特别要重视水能资源的开发利用，减少二氧化碳的排放量。

我国水能资源十分丰富。据《中国水战略》（杨永江等）记载，全国水能蕴藏量约69441万kW，折合年发电量60829亿kW·h，经济可开发装机40180万kW，折合年发电量17533亿kW·h（表1-8、图1-1），比美国和俄罗斯两国之总和还多，是加拿大的近4倍。

由于种种原因，长期以来我国水能资源开发利用较少，到1955年我国实际开发水电装机才5128.4万kW，年发电量1867.7亿kW·h，仅占全国储量的7.5%。到2009年底，即新中国成立60周年，中国水电装机达到1.97亿kW，跃居世界第一，但其开发量也只占蕴藏量的28%。截至2003年，全世界水电装机7.4亿kW，年发电量约2.8万亿kW·h，开发利用程度约为35%，其中发达国家开发程度在60%以上。可见我国水电开发潜力还是比较可观的。还需指出，中国河流具备许多特点，并且随着水资源配置的调整，还可能因调水较多地增加经济可开发能量。比如从通天河中下游治家，把水调到黄河上游两湖（扎陵湖与鄂陵湖），然后引水至黄河支流上发电（曲什安河），尾水进龙羊峡水库。在整个调水过程中，提水扬程约400m，而调水后的发电落差约1500m，相比之下，增加较多的技术、经济可开发量（还不算龙羊峡及其以下扩容发电量）。

图1-1 全国水力资源分布（年发电量）

注 图形资料源于《中国水战略》。

1.3.2 水能资源地区分布集中

由于青藏高原的强烈隆起，我国形成了以高原北部内陆区为脊的、向东倾斜的太平洋斜面，面积占全国56.7%、径流占全国75%；向南倾斜的印度洋斜面，面积占全国6.5%、径流占全国16.4%；向北倾斜的北冰洋斜面，面积占全国0.53%，径流占全国3%。中国乃至亚洲的主要江河，均从高原出发然后急剧地向海平面侵蚀注入海洋。因此，河流的坡降很大，其中长江的天然落差约为5406m；黄河的天然落差约为4860m；雅江的天然落差约为5456m；澜沧江的天然落差约为4583m；怒江的天然落差约为4340m……即使是长江的支流雅砻江、大渡河的天然落差也在3000m以上，形成了一系列世界上落差很大的河流。落差与水流是水力发电的两大要素。因此中国的水能资源一方面分布面广，另一方面河流之间或河段之间，水能分布的差异大，如长江（含支流）理论出力高达26801.8万kW，年发电量约为23478.4亿kW·h，占全国水电年发电量的39.6%，居全国之首。又如雅江（含支流）理论出力15974万kW，年发电量达13993.5亿kW·h，居全国第二位。不仅如此，一个流域或一条江上的水能资源又往往集中分布在一个比较小的范围或一个局部河段上。金沙江集中分布了长江干流一半以上的水能资源；雅江从派镇到墨脱的背崩240km的河段上，集中分布大约6000万kW的水能资源，占整个干流的80%。如果从派镇至背崩斜穿一条长16km的隧洞，然后可获得一处（可分级）装机约为4000万kW的水力发电站，成为世界上无与伦比的第一大水电站。正因为如此，我国大中型电站所占比重大。据有关资料介绍：全国单机装机1万kW以上的可开发水电站近2000座；25万kW以上的大型水电站近200座。它们的装机容量和年发电量占全国总数的80%左右；200万kW以上的特大型水电站约30多座，其装机和年发电量占全国总数的50%左右（表1-9）。

1.3.3 水能资源时空分布不均

受我国河川径流、地形的影响，水能资源时空分布极不平衡。从地区上看，我国70%的水能资源集中分布在大西南，理论出力为47331万kW，年发电量约为41462亿kW·h；其次为西北地区，理论出力约为8417万kW，年发电量约为7374亿kW·h；华北、东北地区都很少。大西南的水电资源又主要分布在6条大江大河上，即金沙江、雅砻江、大渡河、澜沧江、怒江、雅江。据不完全统计，“六江”上可开发量大约占全国技术可开发量的40%以上，且至今开发利用很少，是今后国家开发利用的重点，也是我国西电东送的核心地区。从时间上看，我国大约70%的发电量在汛期。枯水期由于径流小，电站普遍出力不足，造成水电站装机很大，保证出力很小的现象，极大地影响电站的发电质量。解决上述两个不均的有效措施是兴修调蓄工程。它可把汛期多余的洪水拦蓄起来，既减轻了下游的洪水压力，又可供干旱季节发电用水，而且还可就地调节小气候，改善环境，扩大旅游，为当地增加经济效益。水能具有廉价、清洁、可再生三大特点，一次性投资后，发电成本低，积累多、收益大，又无“三废”与污染问题，是节约煤炭资源、减排二氧化碳的极好对策。我国有关部门规划的即将完成的十大水电基地（表1-10），将在我国西部地区放出耀眼的光芒，更好地全面促进西部大开发。

1.3.4 西南水能资源开发问题尤为突出

据有关资料介绍，在各省（自治区、直辖市）单站装机1万kW以上的可开发水电站中，做了一定勘测设计工作，研究程度较深的一类、二类资源约占33%；未进行勘测工作，研究程度较差的三类、四类资源约占60%左右。在资源最丰富的西南地区，70%以上的资源研究程度较差，特别是雅江流域，水能资源占全国1/3，至今问津不多。所以一旦需要建设，争议往往不少，或者忙于兴建，使工程多走弯路。西南地区长期以来经济欠发达，人民收入低下，生活水平比东、中部地区差。在能源短缺的今天，开发水电成为当地发展首选。为此，就地开发水电已被地方提上议事日程。同时也招到社会不少人士反对，特别是环保方面的专家纷纷表示质疑。西南横断山区，山高谷深，气候变化多样。谷底海拔低，两岸山体高大，气候的空间分异具有水平地带与垂直地带相结合的特点：区内一方面，从低到高出现亚热河谷带（南部还有热带）、山地暖湿带、山地寒温带、高山亚寒带、高山寒带及高山永久冰雪等不同垂直气候带，各带之间在生态环境上有明显差异，决定了各带谱特有的各环境因素形成与发展的过程；另一方面从南往北，由于水热条件不同，也有不同的生物组成，所以在较短的谷地内，生物多样性非常丰富，一旦遭到破坏恢复起来很困难，甚至于有可能出现不可逆转的生态环境问题。修建水电站应防范重大生态环境问题发生。事物总是一分为二的。这里刚进入经济大发展时期，人民群众盼望早日致富，摆脱贫困，这是历史的必然，不开发矛盾更多。为此建议水电建设走出传统的开发模式，即尽量避免逐级筑坝、渠化式的开发。因为这种开发对峡谷河流破坏性较大，不仅可能改变水流的性质，把急流变成缓流，而且淹没了部分低地，使高原进气、排水条件受到影响，还可能不利于高原物质、能量循环。此外，开发水电还出现新的矛盾，即从长远看，西南水资源是我国特别是华北、西北的水源储备，也是不可替代的资源，如果就地开发水电，就等于增加了今后供水和发电的矛盾。

以上两对矛盾是在我国特殊地区、特殊环境下，产生的特殊矛盾，因此，只有采取特殊的方式才能解决。研究后认为，把发电调水结合起来统一考虑：利用金沙江、澜沧江、怒江山体高大、山脊单薄、地形西高东低的特点，由西向东开凿越岭隧洞，把部分洪水先蓄后引，即由怒江引到澜沧江、由澜沧江引到金沙江，并利用金沙江已建梯级电站扩容发电，尾水经过多级发电后入长江三峡水库，通过三峡水库调节，再入汉江丹江口水库，并沿现有中线方向入黄河、或华北平原，然后把转换的部分黄河水，从黄河上、中游调向新疆、内蒙古西部地区，既可以较好地解决我国北方的干旱缺水问题，还可开发水力能源。同时地方可通过少调水、多发电，从中得到发电、调水双收益，充分利用水资源的功能，提高经济收入，促进调水区的南北两利。